Студопедия — Холодильные установки
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Холодильные установки






Искусственное охлаждение широко применяется при хранении скоропортящихся продуктов, в технологических процессах, связанных с понижением температуры полуфабрикатов или готовых изделий, при кондиционировании воздуха и т. д. В

качестве теплообменных (холодильных) аппаратов используются конденсаторы,

испарители, переохладители, охлаждающие батареи, холодильные камеры и т.д.

Основными элементами холодильной установки являются компрессор, теплообменные аппараты (испаритель), конденсатор и регулирующая арматура

(вентили, клапаны). Эти элементы соединяются между собой трубопроводами. Понижение температуры продукта осуществляется в холодильных камерах различных конструкций.

Принципиальная схема холодильной установки изображена на рис. 155.

Рис. 155. Принципиальная схема холодильной установки

В охлаждаемое пространство помещается испаритель 3, в который поступает холодильный агент в виде жидкости. При постоянном давлении и соответствующей температуре жидкость кипит, причем необходимое для этого тепло отнимается от охлаждаемого помещения. Образующиеся при кипении пары из испарителя засасываются компрессором 2, сжимаются и нагнетаются в конденсатор 1, где под действием охлаждающей воды они конденсируются (при постоянном давлении и

соответствующей ему температуре). Затем жидкий холодильный агент проходит через регулирующий вентиль 4, позволяющий легко и удобно менять количество жидкости, поступающее в испаритель.

Применение аммиака и фреона в холодильных машинах обусловлено их низкой температурой кипения. Аммиак имеет два существенных недостатка. Он взрывоопасен и оказывает вредное влияние на организм человека. Поэтому при эксплуатации аммиачных холодильных установок следует строго соблюдать правила охраны труда.

Фреон-12 и фреон-22- холодильные агенты, которые безвредны, не имеют запаха и невзрывоопасны. Фреон-12 весьма текуч и проникает через малейшие неплотности в соединениях и даже через поры металла. Фреон-22 обладает примерно такими же свойствами, но компрессор, работающий на фреоне-22, значительно компактнее.

Основным элементом холодильных установок является компрессор - машина для сжатия воздуха или другого газа. Компрессоры подразделяются на турбокомпрессоры (центробежные), поршневые, мембранные, ротационные (пластинчатые и с катящимся ротором) и винтовые (рис. 156).

Рис. 156. Основные типы компрессоров: а – центробежный; б, в – ротационные; г – винтовой; д, з – поршневые.

Для холодильных установок используют, как правило, поршневые компрессоры обычного типа (не мембранные). Приводимые ниже классификация и характеристика относятся, в основном, к поршневым компрессорам.

Все компрессоры, как и холодильные установки, для которых они предназначены, классифицируют по температурному режиму, холодопроизводительности, холодильному агенту. Кроме того, их можно классифицировать по числу ступеней сжатия, типу привода, его расположению и частоте вращения, по конструкции основных узлов (цилиндров, поршня, кривошипно-шатунного механизма, сальника).

По конструктивным признакам компрессоры классифицируют в зависимости от устройства кривошипно-шатунного механизма (бес крейцкопфные простого или одинарного действия и крейцкопфные двойного действия), числа: цилиндров (одно- и многоцилиндровые), расположения осей цилиндров (горизонтальные, вертикальные; V-образные). Устройства блоков цилиндра и картера (картерные и разъёмные), направления движения пара в цилиндре (прямоточные и непрямоточные) и т.п.

Вертикальный компрессор с прямоточным движением пара холодильного агента в цилиндре показан на рис. 157, а. Этот компрессор имеет литой чугунный картер 16, в котором вращается коленчатый вал 1, приводимый в движение от маховика 14. Через шатун 3 возвратно-поступательное движение получает поршень 4, расположенный в вертикальном цилиндре 12.

Рис. 157. Схема вертикального поршневого компрессора: а - прямоточного; б - непрямоточного

Цилиндр компрессора сверху закрыт крышкой 9 с ребрами 7, служащими для увеличения поверхности теплоотдачи. Под крышкой расположена пружина 8, упирающаяся в крышку безопасности 10. Цилиндр компрессора укреплен на картере. На поршне сверху закреплены три уплотнительных чугунных кольца 11, которые не допускают перетекания пара (при сжатии холодильного агента) из рабочей полости цилиндра в полость всасывания. В нижней части поршня предусмотрено маслосъемное кольцо 13, которое разобщает всасывающую полость с картером и снимает со стенок цилиндра излишки масла, забрасываемого из картера. Благодаря этому уменьшается унос масла в теплообменные аппараты.

Для осмотра механизма движения и доступа к нижним головкам шатуна на картере предусмотрены боковые крышки 2 и 15, которые служат также для снятия коленчатого вала и осмотра системы смазки.

Компрессор работает следующим образом. Холодильный агент из всасывающей полости, расположенной в средней части блока цилиндров, через всасывающие клапаны 5, установленные в верхней части поршня 4, поступает в пространство над поршнем, в рабочую полость цилиндра. Здесь при обратном движении поршня пары сжимаются и через нагнетательные клапаны 6, расположенные в крышке безопасности 10, выталкиваются в нагнетательную полость, а из неё – в конденсатор.

В прямоточных компрессорах в качестве холодильного агента применяется аммиак. Фреоновые компрессоры чаще всего выполняются непрямоточными.

 

В непрямоточном компрессоре (рис. 157, б) поршни выполнены непроходными и, следовательно, всасывающие клапаны располагаются не па поршнях.

Поршень 4 приводится в движение маховиком 11 через коленчатый вал 2, шатун 3 и палец 10. Коленчатый вал расположен в картере I Головка цилиндра 7 вместе с нагнетательными клапанами 8 и всасывающими клапанами 6 монтируется на клапанной плите 9. При движении поршня 4 сверху вниз давление паров холодильного агента н рабочей полости цилиндра 5 (над поршнем) становится ниже давления во всасывающем трубопроводе. Поэтому всасывающий клапан 6 открывается, и пары холодильного агента поступают в цилиндр компрессора. Когда поршень из нижнего положения поднимается вверх, всасывающий клапан 6 закрывается. Происходит сжатие паров, которое продолжается до тех пор, пока давление в рабочей полости цилиндра не превысит давление в нагнетательной линии установки. После этого нагнетательный клапан 8 открывается, и сжатые пары устремляются в нагнетательную линию, связывающую компрессор с конденсатором.

В цилиндрах непрямоточных компрессоров холодильный агент совершает возвратно-поступательное движение и, следовательно, между ним и стенками цилиндров происходит более интенсивный теплообмен, нежели при прохождении его прямотоком. Поэтому непрямоточные компрессоры применяются в установках малой холодопроизводительности (до 100 кВт). В то же время, в непрямоточных компрессорах установлен более легкий поршень, меньше силы инерции неуравновешенных движущихся частей.

Сжатые компрессором пары холодильного агента поступают в охлаждающий аппарат, где должна быть обеспечена высокая интенсивность теплоотдачи от конденсируемого холодильного агента к охлаждаемой среде.

Конденсаторы по конструктивным признакам подразделяют на кожухотрубные, элементные, оросительные и испарительные.

 

Аммиачный элементный конденсатор (рис. 158, а) состоит из нескольких одинаковых элементов 2, представляющих собой кожухотрубные конденсаторы с небольшим числом труб.

Вода входит через коллекторы 1 во все трубчатые элементы 2 и выходит через коллекторы 5. Аммиак противотоком из коллектора 4 движется по трубам 3, конденсируется и выводится через штуцер 6.

Для фреоновых холодильных машин применяются горизонтальные кожухотрубные и кожухозмеевиковые конденсаторы и змеевиковые с воздушным охлаждением.

 

Рис. 158. Конденсаторы: а - аммиачный элементный; б - фреоновый кожухотрубный

Фреоновый горизонтальный кожухотрубный конденсатор (рис. 158, б) представляет собой стальную бесшовную трубу 1 большого диаметра, к концам которой приварены плоские стальные трубные решетки 2 с накатными ребрами 4. Конденсатор закрыт чугунными крышками с перегородками 3 для образования нескольких ходов проточной воды.

Испаритель - теплообменный аппарат, в котором тепло отнимается от охлаждаемой среды кипящим при низкой температуре холодильным агентом. Охлаждаемой средой могут быть либо промежуточные хладоносители - рассол, вода и т. д., используемые, в свою очередь для охлаждения воздуха камер и технологических аппаратов с помощью рассольных и водяных батарей, либо непосредственно воздух охлаждаемых помещений. В соответствии с этим, в холодильной технике различают испарители для охлаждения рассола (или воды) и для охлаждения воздуха. К последним относятся батареи и воздухоохладители непосредственного испарения.

 

В комплект вертикально-трубного секционного испарителя (рис. 159, а), используемого в аммиачных установках, входят рассольный бак 1 с установленными в нем двумя или несколькими испарительными секциями 2, каждая из которых состоит из вертикальных, коротких труб, изогнутых по концам и приваренных с боков к горизонтальным коллекторам 3. Секции испарителя объединены коллекторами для подачи жидкого аммиака, отсасывания пара и отвода масла.

Рис. 159. Испарители: а - секционный; б - панельный

 

Жидкий аммиак поступает от регулирующей станции в распределительный коллектор испарителя, а из него в секции. Через стояки 4, расположенные вертикально между коллекторами, аммиак заполняет нижний коллектор и почти полностью вертикальные трубы с изогнутыми концами.

Отепленный рассол из батарей холодильных камер поступает в бак, откуда пропеллерной мешалкой прогоняется вдоль испарительных секций. Отдавая тепло холодной поверхности труб, рассол охлаждается и перекачивается насосом обратно в батареи холодильных камер.

Пар, образующийся при кипении аммиака в испарителе, отсасывается в компрессор через верхние горизонтальные коллекторы и отделители жидкости. Последние соединены дренажными трубами с нижними коллекторами 5.

 

Панельный испаритель (рис. 159, б) состоит из прямоугольного бака 5, в который погружена система 2 испарительных секций панельного типа. Отдельные секции с поверхностью охлаждения 5 или 10 м2 состоят из двух горизонтальных трубчатых коллекторов и двух вертикальных (тоже трубчатых) стояков, образующих прямоугольную раму. В раму вварены панели, состоящие из двух стальных листов с выштампованными на них канавками, образующими вертикальные каналы. По длине секции устанавливают несколько панелей, соединяемых между собой боковыми кромками. Секции включаются параллельно, для чего они объединены в коллекторы: для подачи жидкого аммиака 3, отвода паров аммиака 1 и удаления масла. Жидкий аммиак поступает в секции сверху. Через один из стояков он проходит в нижний коллектор, откуда, заполняя каналы панелей, поднимается почти до верхнего коллектора. В панелях аммиак кипит, воспринимая тепло от циркулирующих в баке рассола или воды. Образующиеся при кипении пары поднимаются в верхние коллекторы секций, из них по коллектору 1 проходят в отделитель жидкости и далее направляются в компрессор. Увлеченные ими капли жидкого аммиака высвобождаются в отделителе жидкости и возвращаются в нижние коллекторы панелей.

Попавшее в испаритель смазочное масло отводится в общий маслосборник 4, из которого оно удаляется по мере накопления.

Для обеспечения циркуляции теплоносителя в баке установлены пропеллерная мешалка и перегородка. Уровень теплоносителя в баке должен быть выше уровня в испарительных секциях. При переполнении бака излишняя часть теплоносителя сливается по переливной трубе в бак дополнительной емкости. Охлажденный теплоноситель перекачивается насосом из бака через патрубок, расположенный и нижней его части, и подается в рассольные камерные батареи.

Отепленный теплоноситель возвращается в бак, поступая сверху в отсек, где расположена мешалка. Для опорожнения бака при осмотре или ремонте испарителя, в его днище вварена специальная спускная труба. Стенки и днище бака снаружи покрывают тепловой изоляцией. Сверху бак закрывают деревянными крышками.

В панельных испарителях, благодаря высокой скорости движения теплоносителя и почти полному заполнению испарительных секций жидким холодильным агентом, обеспечивается интенсивный теплообмен. Испарители удобны для осмотра, ремонта и очистки. На их изготовление расходуется небольшое количество стальных труб. Однако они подвержены интенсивной коррозии вследствие свободного доступа воздуха к теплоносителю и насыщения его кислородом.

 

Для охлаждения и замораживания полуфабрикатов или готовых изделий, применяются холодильные камеры, которые по конструктивному признаку можно разделить на камерные, туннельные, люлечные, шкафные. В камерах воздух охлаждается при помощи батарей, расположенных вдоль стен и под потолком, в которых циркулирует холодильный агент.

Быстрое замораживание достигается воздействием охлажденного до минус 30 °С воздуха, движущегося вдоль продукта с большой скоростью.

Туннельная морозильная камера (рис. 160) состоит из корпуса 5, покрытого пробковой изоляцией толщиной 400 мм. В корпусе установлены две батареи 3 непосредственного испарения. Над батареями расположен транспортер 2 с лентой из проволочной сетки. Транспортер приводится в движение от электродвигателя 7 через червячный редуктор и вариатор скорости, при помощи которого можно регулировать родолжительность замораживания. Загрузка осуществляется через отверстие 1, выгрузка - через отверстие 6. Циркуляцию воздуха обеспечивают шесть вентиляторов 4.

Рис. 160. Туннельная морозильная камера







Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 907. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ САМОВОСПИТАНИЕ И САМООБРАЗОВАНИЕ ПЕДАГОГА Воспитывать сегодня подрастающее поколение на со­временном уровне требований общества нельзя без по­стоянного обновления и обогащения своего профессио­нального педагогического потенциала...

Эффективность управления. Общие понятия о сущности и критериях эффективности. Эффективность управления – это экономическая категория, отражающая вклад управленческой деятельности в конечный результат работы организации...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

Ведение учета результатов боевой подготовки в роте и во взводе Содержание журнала учета боевой подготовки во взводе. Учет результатов боевой подготовки - есть отражение количественных и качественных показателей выполнения планов подготовки соединений...

Сравнительно-исторический метод в языкознании сравнительно-исторический метод в языкознании является одним из основных и представляет собой совокупность приёмов...

Концептуальные модели труда учителя В отечественной литературе существует несколько подходов к пониманию профессиональной деятельности учителя, которые, дополняя друг друга, расширяют психологическое представление об эффективности профессионального труда учителя...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия